Jak tarcie jest związane z jazdą na sankach i nartach (idealna odpowiedź!)

Zaskakująco dużo fizyki jest zaangażowanych w saneczkarstwo, narciarstwo i ogólnie sporty zimowe. Nie jestem Einsteinem, ale często zastanawiałem się, co sprawia, że ​​można jeździć na sankach i nartach?

Tarcie jest integralną częścią saneczkarstwa i narciarstwa. Określa, jak szybko można jechać, na podstawie tego, jaki opór powstaje, gdy sanki/narty ocierają się o śnieg. Gdy narty lub sanki poruszają się po śniegu, tworzą tarcie, powodując w ten sposób topnienie śniegu i staje się śliski.

Właśnie zarysowaliśmy powierzchnię, jeśli chodzi o rolę tarcia w sankach i nartach! Jest tak wiele innych rzeczy, które wpływają na tarcie. Kiedy skończysz czytać ten artykuł, nigdy nie spojrzysz tak samo na narciarstwo lub sanki.

Tarcie na sankach i nartach

Zaufaj mi, nie musisz być naukowcem ani fizykiem, aby zrozumieć, jak fizyka (a konkretnie tarcie) wpływa na jazdę na sankach i nartach! Jeśli jesteś podobny do mnie, tematy takie jak tarcie, grawitacja lub w zasadzie wszystko, co dotyczy Sir Isaaca Newtowna, może być trudne do zrozumienia. Wróćmy więc do czasów szkoły podstawowej i zobaczmy, czy możemy odświeżyć naszą wiedzę na temat tarcia i jego działania.

Mówiąc prościej, tarcie to siła, jaką dwie powierzchnie wywierają na siebie podczas ocierania się o siebie. Jeśli chodzi o sanki, tarcie występuje, gdy sanki poruszają się po śniegu, powodując w ten sposób opór.

Im bardziej szorstka powierzchnia, tym większy opór lub tarcie. Na przykład wyobraź sobie, że próbujesz zjechać na nartach z trawiastego wzgórza, na którym nie ma śniegu. Przede wszystkim zauważysz, że nigdzie się nie ruszysz (przynajmniej nie na nartach!). Dzieje się tak, ponieważ obie ocierające się o siebie powierzchnie są zbyt szorstkie, co powoduje ekstremalne tarcie i opór.

Innymi słowy, szorstkość trawy zaczepia się o narty, co sprawia, że ​​skocznia jest bardziej „tarta” i mniej śliska. Ten szczególny rodzaj tarcia nazywa się tarciem statycznym. Tarcie statyczne występuje, gdy siła oporu między dwoma obiektami jest tak duża, że ​​uniemożliwia im poruszanie się (podobnie jak próba zjeżdżania po betonowej rampie).

Im gładsze są te dwie powierzchnie, które ocierają się o siebie, tym mniejsze jest tarcie lub opór. Tak właśnie dzieje się na sankach i nartach! Jeśli spojrzysz na spód sanek, zauważysz, że jest super gładki. Jest prawie błyszczący Ta gładkość pozwala mu ślizgać się po śniegu, który jest również gładki.

Dotyczy to zwłaszcza narciarstwa.

Zauważysz, że trasy narciarskie w ośrodkach są zwykle przygotowywane i spłaszczone. Powodem, dla którego są one przygotowywane i spłaszczane, jest zmniejszenie tarcia występującego między śniegiem a nartami. To samo dotyczy parków tubingowych, które przygotowują swoje trasy tubingowe.

Możesz również zauważyć, że dużo efektywniej jest ułożyć śnieg na wzgórzu przed jazdą na sankach. W ten sposób wygładza się nawierzchnię i sprawia, że ​​jazda jest znacznie płynniejsza i szybsza.

Bliższe spojrzenie

Pójdźmy o krok dalej. Powodem, dla którego nawet jazda na sankach i na nartach działa, jest przede wszystkim energia uwalniana przez tarcie. Gdy spód nart lub sanek ociera się o śnieg, uwalnia energię w postaci ciepła. Ciepło to z kolei topi śnieg, tworząc cienką warstwę wody między saniami a śniegiem. Ta warstwa wody dodatkowo zmniejsza tarcie/opór i umożliwia łatwe ślizganie się po śniegu.

Istnieje nazwa dla rodzaju tarcia, które pojawia się podczas jazdy na sankach. Tarcie kinetyczne lub płynne występuje, gdy opór jest zmniejszony do punktu, w którym obiekty mogą swobodnie poruszać się po sobie.

Sumowanie tarcia

  • Tarcie to opór, który występuje, gdy dwa obiekty poruszają się po sobie (sanie poruszające się po śniegu).
  • Im większe tarcie, tym trudniej obiektom ślizgać się po sobie (próba zjazdu z betonowego wzgórza), powodując w ten sposób tarcie statyczne.
  • Im mniejsze tarcie, tym łatwiej obiekty ślizgają się po sobie (jazda na nartach po świeżo przygotowanym stoku), powodując w ten sposób tarcie kinetyczne.
  • Jazda na nartach i sankach zmniejsza tarcie i opór poprzez topienie śniegu, gdy dwie powierzchnie ocierają się o siebie, powodując w ten sposób tarcie płynne.

Miejmy nadzieję, że ten awaryjny kurs zabierze nas na tę samą łódź, czy raczej na te same sanie? Tarcie sprawia, że ​​jazda na sankach i nartach jest przyjemnością.

Czy potrzebujesz większego czy mniejszego tarcia podczas jazdy na sankach i nartach?

Jakkolwiek na to spojrzysz, zawsze będzie pewne tarcie podczas jazdy na nartach lub sankach. Dzięki Bogu za to!

Gdyby nie było tarcia, wymykałbyś się spod kontroli bez absolutnie żadnego sposobu na zatrzymanie się. Z drugiej strony, zbyt duże tarcie może niekorzystnie wpływać na jazdę na nartach i sankach, co uniemożliwia nawet poruszanie się.

Kluczem do jazdy na sankach i na nartach jest znalezienie tego szczęśliwego środka, w którym sprzęt i śnieżna powierzchnia, na której jeździsz na nartach/saniach, nie zapewniają zbyt dużego lub zbyt małego tarcia. Zdziwiłbyś się, jak wiele uwagi poświęca się rodzajom konstrukcji i materiałów, z których wykonane są poszczególne sanki i narty.

Istnieją różne rodzaje nart i sanek do różnych stylów jazdy. Na przykład, jeśli szukasz szybkich (z najmniejszym tarciem) typu nart, najprawdopodobniej wybierzesz te, które są przeznaczone do narciarstwa zjazdowego alpejskiego. Te narty są specjalnie zaprojektowane, aby zmniejszyć opór, ułatwiając zjeżdżanie ze zbocza.

Z drugiej strony, jeśli dopiero zaczynasz jeździć na nartach i chcesz mieć wolniejszą i bardziej kontrolowaną jazdę, otrzymasz narty, które wytwarzają większe tarcie, ułatwiając w ten sposób zatrzymanie i zmniejszenie prędkości, którą możesz jechać. Tę samą zasadę można zastosować do jazdy na sankach.

Inne czynniki wpływające na tarcie

Stromość/Stopień wzgórza

Można argumentować, że grawitacja jest najważniejszą siłą w narciarstwie i sankach. Bez grawitacji te sporty zimowe byłyby niemożliwe. To grawitacja przyspiesza nas w dół wzgórza. Im bardziej strome wzgórze, tym większa grawitacja.

Tarcie i grawitacja idą w parze. Grawitacja jest tym, co nas przyspiesza, a tarcie ostatecznie spowalnia nas podczas jazdy na sankach lub nartach. Gdy docieramy do podnóża wzgórza, tracimy przyspieszenie, a grawitacja spada, co powoduje, że zatrzymujemy się.

Waga jeźdźca

W tym przypadku wagę jeźdźca można traktować jako masę. Masa odgrywa również istotną rolę w tarciu podczas jazdy na sankach i nartach. Im większą masz masę, tym większy nacisk i ciężar wywierany jest na śnieg. Oznacza to zasadniczo wzrost tarcia kinetycznego. Większa masa może również zapewnić szybszą jazdę w dół wzgórza.

Rodzaj śniegu

Śnieg, będący jednym z dwóch poruszających się względem siebie obiektów, ma duży wpływ na występujące tarcie i opór.

Jak wspomniano wcześniej, im gładszy i bardziej ubity jest śnieg, tym mniejsze jest tarcie i opór. Ponadto, bardziej mokry i cięższy śnieg sprawia, że ​​jazda jest mniej „ciężka”. Mokry śnieg to rodzaj śniegu, który topi się łatwiej, gdy wywierany jest na niego nacisk, tworząc w ten sposób tarcie płynne.

Jeśli narty lub sanki są woskowane na dole

Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego narty, a czasem nawet sanki są woskowane na spodzie? Odpowiedź jest prosta. Wosk zapewnia jeszcze gładszą powierzchnię niż normalne dno sanek lub nart.

Wosk znacznie zmniejsza tarcie, które występuje, gdy śnieg i narty/sanie ślizgają się po sobie.

Wniosek

Jak powiedziałem, nie musisz być Einsteinem, aby zrozumieć i docenić fizykę narciarstwa i saneczkarstwa! Wszystko, co musisz wiedzieć, to to, że tarcie, grawitacja i masa odgrywają ogromną rolę w katapultowaniu Cię w dół pokrytego śniegiem wzgórza.